Een grote hoeveelheid energie gaat in gebouwen verloren in de vorm van warmte. In plaats van deze warmte als verlies te beschouwen, kan ze worden omgezet in hernieuwbare elektriciteit. Het Interreg-project ThermoHarv sluit aan bij deze benadering door innovatieve polymeermatrixcomposieten te ontwikkelen. Op basis van thermoplastisch polyurethaan (TPU), dat stevigheid, flexibiliteit en een gemakkelijke integratie combineert, streven deze materialen ernaar zowel mechanische prestaties als energieomzetting mogelijk te maken voor de gebouwen van de toekomst.
Thermo-elektrische en pyro-elektrische materialen staan centraal in nieuwe strategieën voor de energetische valorisatie van gebouwen. Het thermo-elektrisch effect stelt bepaalde materialen in staat een elektrische stroom te genereren wanneer er een temperatuurgradiënt aanwezig is, terwijl het pyro-elektrisch effect een verandering in elektrische polarisatie veroorzaakt bij thermische schommelingen, wat een bruikbaar elektrisch signaal oplevert. Wanneer deze verschijnselen worden benut in geschikte materialen, bieden ze de mogelijkheid om verschillende warmtebronnen om te zetten in elektrische energie.
De integratie van deze materialen in bouwonderdelen baant de weg voor een doeltreffende terugwinning van warmte die verloren gaat in zones met temperatuurverschillen, waardoor sensoren, verbonden apparaten of laagvermogen-IoT-modules rechtstreeks kunnen worden gevoed. In de context van het “gebouw van de toekomst” bevordert deze energetische veelzijdigheid een duurzaam beheer van hulpbronnen en voegt zij tegelijkertijd nieuwe functionaliteiten toe aan moderne infrastructuren.
Tijdens mijn gezamenlijke doctoraat tussen de Universiteit van Rijsel (Lille) en de Universiteit van Bergen (Mons) zal ik werken aan de synthese en karakterisering van thermo-elektrische en pyro-elektrische nanocomposieten met een polymeermatrix.
Het hoofddoel zal zijn nanocomposieten op basis van TPU te ontwikkelen, met bijzondere aandacht voor het beheersen van de syntheseparameters: keuze van monomeren, polymerisatieomstandigheden en dispersie van elektroactieve deeltjes (koolstofnanobuisjes). Het optimaliseren van de interacties tussen de polymeermatrix en de deeltjes zal de thermo-elektrische eigenschappen van de composietmaterialen verbeteren en op termijn hun energieprestaties maximaliseren.
